KR20140114868A - 진공 청소기용 청소기 헤드 - Google Patents

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KR20140114868A
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brush bar
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cleaner head
drive assembly
bar
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스튜어트 로이드 젠
크리스토퍼 레스니오우스키
스테픈 벤자민 코트니
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다이슨 테크놀러지 리미티드
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Abstract

본 발명은 진공 청소기용 청소기 헤드에 관한 것이다. 이 청소기 헤드는 축선을 중심으로 회전할 수 있도록 장착되는 중공 브러시 바아를 수용한다. 이 브러시 바아는 중공 브러시 바아의 내부에 수용되는 모터에 의해 구동되며, 이 모터는 상기 청소기 헤드의 일 단부에서 지지되는 구동 어셈블리의 일 부분을 형성한다. 브러시 바아는 축선을 따라 슬라이딩하여 청소기 헤드의 반대쪽 단부에 있는 개구를 통해 청소기 헤드로부터 밖으로 제거될 수 있으며, 상기 브러시 바아는 제 1 베어링에 의해 상기 구동 어셈블리 주위에 틈새를 두고 회전가능하게 지지되며, 그 베어링은 브러시 바의 슬라이딩 제거가 가능하도록 대응 축방향 슬라이딩 끼워맞춤으로 브러시 바아와 결합한다.

Description

진공 청소기용 청소기 헤드{A CLEANER HEAD FOR A VACUUM CLEANER}
본 발명은 진공 청소기, 특히 진공 청소기용 청소기 헤드에 관한 것이다.
본 발명은 구체적으로 모터 구동식 교반기를 포함하는 청소기 헤드에 관한 것이다. 다른 한편, 진공 청소기는 어떤 일반적인 종류라도 될 수 있다. 예컨대, 청소기 헤드는 직립형 진공 청소기에 있는 고정식 청소기 헤드일 수 있고, 또는 대안적으로, 원통형 진공 청소기 또는 스틱형 진공 청소기에 사용되는 바닥 도구의 청소기 헤드일 수 있다.
일반적으로, 끌어 올림 성능을 개선하기 위해 바닥 표면(특히, 카펫)을 교반시키거나 "두드리기" 위한 회전 브러시 바아와 같은 교반기를 진공 청소기의 청소기 헤드에 제공한다.
청소기에 있는 주 진공 모터를 사용하여 이 교반기를 구동시킬 수 있지만, 교반기를 구동시키기 위해 별도의 전용 모터를 사용하는 것이 더 일반적이다. 전동 장치를 간단하게 하기 위해 그 별도의 모터는 교반기 근처에(보통은 청소기 헤드 자체의 어느 곳에) 위치될 수 있다. US 1,914,834(이의 도 1 이 여기에 나타나 있음)에 기재되어 있는 특히 공간 효율적인 구성에서, 청소기 헤드(a)는 축(b)에 회전가능하게 장착되는 중공의 관형 브러시 바아(d)의 형태로 되어 있는 교반기를 갖는다. 이 브러시 바아(d)는 브러시 바아(d)의 내부에 수용되는 전기자(c)에 의해 구동되는 회전자를 효과적으로 구성한다.
청소기 헤드에 있는 교반기는 청소, 수리 또는 교체를 위해 개별적으로 분리가능하다. 그러나, US 1,914,834 의 구성에서는 이는 불가능한데, 왜냐하면 전기자(c)가 브러시 바아(d)의 개별적인 분리를 방지하기 때문이다.
본 발명에 따르면, 진공 청소기용 청소기 헤드가 제공되는데, 이 청소기 헤드는 축선을 중심으로 회전할 수 있도록 장착되는 중공 브러시 바아를 수용하며, 이 브러시 바아는 상기 중공 브러시 바아의 내부에 수용되는 모터에 의해 구동되며, 이 모터는 상기 청소기 헤드의 일 단부에서 지지되는 구동 어셈블리의 일 부분을 형성하며, 상기 브러시 바아는 슬리브 처럼 상기 모터 주위에 끼워맞춤되며, 그래서 브러시 바아는 상기 축선을 따라 슬라이딩하여 청소기 헤드의 반대쪽 단부에 있는 개구를 통해 청소기 헤드로부터 밖으로 제거될 수 있으며, 상기 브러시 바아는 제 1 베어링에 의해 상기 구동 어셈블리 주위에 틈새를 두고 회전가능하게 지지되며, 상기 베어링은 브러시 바의 상기 슬라이딩 제거를 억제하지 않도록 대응 축방향 슬라이딩 끼워맞춤으로 브러시 바아와 결합한다.
브러시 바아를 구동 어셈블리 단부에 대하여 청소기 헤드의 반대쪽 단부에 있는 개구를 통해 밖으로 슬라이딩시켜 간단하게 또한 편리하게 제거할 수 있다. 브러시 바아의 제거를 위한 어떤 복잡한 힌지 기구도 제공할 필요가 없다. 대신에, 구동 어셈블리는 청소기 헤드 안에 고정되어 장착될 수 있다.
사용시, 베어링은 브러시 바아와 구동 어셈블리 사이의 안정적인 틈을 유지하는데 도움을 준다. 그럼에도 불구하고, 브러시 바아는 축방향 슬라이딩 끼워맞춤으로 베어링과 결합하므로, 브러시 바아의 간단한 축방향 슬라이딩 제거가 이 베어링에 의해 억제되지 않는다.
브러시 바아는 마찰 끼워맞춤으로 베어링과 결합할 수 있다. 이는 특히 편리한 것으로 생각되지만, 필수적인 것은 아니다. 예컨대, 브러시 바아는 어떤 종류의 스플라인식 끼워맞춤(splined-fit)을 통해 축방향으로 베어링과 결합할 수 있다.
베어링은 구동 어셈블리 상에 연성(soft) 장착될 수 있다. 예컨대, 탄성중합체 장착 칼라 또는 링과 같은 탄성 부재가 내륜과 구동 어셈블리 사이에 제공될 수 있다. 유사하게, 브러시 바아는 베어링 상에 연성 장착될 수 있다. 예컨대, 탄성중합체 장착 칼라 또는 링과 같은 탄성 부재가 베어링 와륜과 브러시 바아 사이에 제공될 수 있다. 바람직하게는, 탄성 부재는 내륜과 구동 어셈블리 사이에 또한 외륜과 브러시 바아 사이에 제공된다. 이는 구동 어셈블리를 통해 브러시 바아에 전달되는 진동을 감소시키는데 도움이 된다.
구동 어셈블리는 구동 도그를 통해 상기 브러시 바아와 결합할 수 있다. 이 구동 도그는 청소기 헤드의 반대쪽 단부에 있는 개구를 통해 브러시 바아를 제거하는 것을 억제하지 않도록 대응 축방향 끼워맞춤으로 브러시 바아와 결합할 수 있다. 이러한 구성에서, 특히 청소기 헤드의 반대쪽 단부에서 구동 도그가 구동 어셈블리에서 떨어져 있는 경우, 연성 장착되는 베어링의 사용은 조립 공차를 흡수하는데 특히 유리하다. 이렇게 구동 도그와 베어링을 청소기 헤드의 양 단부쪽으로 떨어져 있게 함으로써 브러시 바아에 대한 안정적인 지지가 제공된다.
브러시 바아는 "간접적인 구동기"(어떤 종류의 전동 장치를 통해 구동됨) 이거나 또는 "직접적인 구동기"일 수 있다. 간접적인 구동기의 경우, 전동 장치는 주전원(epicyclic) 기어 장치일 수 있는데, 하지만 이는 필수적인 것은 아니다. 전동 장치는 청소기 헤드의 일 단부에서 지지되는 구동 어셈블리의 일 부분을 형성할 수 있지만, 이 또한 필수적인 것은 아닌데, 예컨대 기어 박스가 모터로부터 청소기 헤드의 반대쪽 단부에 위치될 수 있으며, 따라서 모터와 기어 박스는 서로 균형을 이루게 된다.
상기 구동 어셈블리의 반대쪽에 있는 청소기 헤드의 단부에는 제거가능한 엔드 캡이 제공되어 상기 브러시 바아의 슬라이딩 제거를 가능케 할 수 있다. 상기 브러시 바아는 사용 중에 그 엔드 캡에 제공되어 있는 제 2 베어링에 의해 지지될 수 있다. 이 제 2 베어링은 간단한 밀어 끼워맞춤으로 상기 브러시 바아와 편리하게 결합할 수 있고, 그래서, 예컨대 브러시 바아를 편리하게 교체할 수 있도록 엔드 캡을 그 브러시 바아로부터 쉽게 분리시킬 수 있다. 엔드 캡은 베이요넷식 피팅으로 청소기 헤드의 관련 단부에 고정될 수 있는데, 하지만 이는 필수적인 것은 아니다.
이제, 본 발명의 실시 형태를 첨부 도면을 참조하여 예시적으로 설명하도록 한다.
도 1 은 종래의 청소기 헤드의 정면 단면도이다.
도 2 는 본 발명에 따른 청소기 헤드를 포함하는 진공 청소기의 사시도이다.
도 3 은 도 2 의 청소기 헤드를 그의 밑에서 본 단면도이다.
도 4 는 구동 도그와 브러시 바아의 결합을 도시하는 사분의 삼 절개도이다.
도 5a 및 5b는 청소기 헤드 하우징의 일 단부를 통해 브러시 바아를 제거할 수 있도록 하우징의 그 단부에 제공되어 있는 제거가능한 엔드 캡의 작동을 도시하는 사시 절개도이다.
도 6 은 도 3 에 대응하는 청소기 헤드의 단면도이지만, 브러시 바아의 슬라이딩 제거를 도시한다.
도 7 은 구동 어셈블리 상에 브러시 바아가 연성 장착되어 있는 것을 도시하는 사분의 삼 절개도이다.
도 2 는 직립형 진공 청소기(2)를 나타낸다. 이 청소기(2)는 고정식 청소기 헤드(6)를 지니고 있는 구름 헤드 어셈블리(4) 및 이 헤드 어셈블리(4)에 대해 기울어질 수 있는 "직립" 몸체(8)를 가지며, 이 몸체는 바닥을 가로질러 청소기(2)를 기동시키기 위한 손잡이(10)를 포함한다. 사용시, 사용자는 손잡이(10)를 잡고, 손잡이(10)가 사용자를 위한 통상적인 높이에 위치될 때까지 직립 몸체(8)를 기울이게 되며, 그래서 사용자는 바닥 상에 있는 먼지 및 다른 부스러기를 끌어 올리기위해 손잡이(10)를 사용하여 진공 청소기(2)를 바닥을 가로질러 굴릴 수 있다. 먼지와 부스러기는, 청소기(2)에 내장된 모터 구동식 팬에 의해 하향 흡입구(청소기 헤드(6)의 저면에 있는 밑판(6a)에 제공되어 있음)를 통해 끌려 들어오게 된다. 여기서부터, 오물 실린 공기 흐름은 팬에 의해 발생된 흡입 압력 하에서 통상적인 방식으로 사이클론 분리 장치(12)로 안내되며, 이 분리 장치에서, 비교적 청정한 공기가 다시 대기로 배출되기 전에 공기에서 오물이 분리된다.
상기 밑판(6a)은 청소기 헤드(6)의 내부에 접근할 수 있도록 통상적인 방식으로 제거가능하다.
청소기 헤드(6)는 도 2 의 A-A 을 따른 단면도인 도 3 에 더 자세히 나타나 있다. 청소기 헤드는 중공의 원통형 브러시 바아(14)를 포함하는데, 이 바아는 축선(A)을 중심으로 회전하도록 청소기 헤드(6) 내부에 장착된다. 브러시 바아(14)는 주로 카펫 표면 상에서의 "끌어 올림"을 개선하기 위한 것이다. 사용시, 브러시 바아(14)에 있는 강모(14a)는 밑판(6a)에 있는 흡입구를 통과하여 카펫 섬유에 침투하게 되며, 브러시 바아(14)가 회전할 때 일어나는 그 브러시 바아의 교반 작용은 카펫 섬유에 달라 붙어 있는 완강한 오물을 떼어내는데 도움을 주며, 따라서 그 오물은 흡입구를 통해 청소기 헤드(6) 안으로 끌려 들어가는 공기 흐름에 더욱 쉽게 동반될 수 있다.
회전 브러시 바아(14)는 전용의 브러시 바아 모터(16)에 의해 구동되는데, 이 모터는 중공 원통형 바아(14)의 일 단부의 내부에 동축으로 수용된다. 모터(16)는 내부에서 출력축(16a) 상의 구동 도그(18)를 통해 브러시 바아(14)를 구동시키며, 그 구동 도그는 브러시 바아(14)의 반대쪽 단부에 키이 결합된다. 구동 도그(18)은 동축으로(회전 축선(A)에 평행하게) 브러시 바아(14)과 결합하며, 각각의 캠 표면(22)에 의해 브러시 바아(14)에 있는 두개의 엇갈려 있는 키홈(20) 중의 하나와 결합하게 된다(도 4).
모터(16)는 더 큰 구동 어셈블리(24)의 일 부분을 형성하게 되며, 이 구동 어셈블리는 청소기 헤드(6)의 일 단부에서 외팔보 처럼 돌출되어 있다. 이 구동 어셈블리(24)는 모터(16)의 내측 단부에 있는 주전원(epicyclic) 기어박스(26) 및 모터(16)의 외측 단부에 있는 장착 브라켓(28)을 포함하며, 이 브라켓은 브러시 바아(14) 내부에서 모터(16)와 기어박스 어셈블리(26)에 대한 외팔보식 지지를 제공한다.
브러시 바아(14)는 슬리브 처럼 구동 어셈블리(24) 위에 끼워맞춤되며 또한 제 1 베어링(28)을 통해 구동 어셈블리(24) 상에 회전가능하게 지지되며, 그 베어링은 브러시 바아(14)를 구동 어셈블리(24) 주위에 틈새를 두고 유지한다. 이 경우 제 1 베어링(28)은, 모터(16)와 기어박스(26)로의 먼지 침입을 방지하는데 도움을 주는 보호 하우징(30)에서 기어박스(26)의 바로 내측에 위치된다.
브러시 바아(14)는 축방향 슬라이딩 마찰 끼워맞춤으로 제 1 베어링(28)과 결합하며, 그래서 브러시 바아(14)는 슬리브 처럼 구동 어셈블리(24) 위로 축방향으로 슬라이딩할 수 있다.
제 2 베어링(32)이 브러시 바아(14)의 반대쪽 단부를 지지한다. 이 제 2 베어링(32)은 제거가능한 엔드 캡(34)에 제공된다. 제 2 베어링(32)은 브러시 바아(14)의 상대 단부(14b) 상으로 축방향으로 밀어 끼워맞춤된다. 축방향 밀어 끼워맞춤은 필수적인 것은 아니지만, 간단하고 효과적이다. 엔드 캡(34) 자체는 베이요넷식 피팅(bayonet-style fitting)을 통해 하우징에 고정된다. 이는 도 5a 및 5b 에 가장 잘 나타나 있는데, 이들 도에는 밑판(6a)은 제거되어 있다. 마찬가지로, 베이요넷식 피팅을 사용하는 것이 간단하고 효과적이지만, 필수적인 것은 아니다. 이 경우, 엔드 캡(34)은 스크류(36)에 의해 위치 고정되어 우발적인 풀림을 방지하는데, 하지만 이는 선택적인 것이다.
상기 제거가능한 밑판(6a)은 엔드 커버(도 2 에 있는 청소기 헤드(6)의 반대쪽 단부에 나타나 있는 엔드 커버(38)와 유사함)를 포함하며, 그 엔드 커버는 밑판(6a)이 제 자리에 있을 때 엔드 캡(34) 위로 끼워맞춤되어 사용중인 엔드 캡(34)에의 접근을 방지하고 또한 "깔끔한" 최종 외관을 청소기 헤드(6)의 단부에 제공하게 된다.
가끔, 브러시 바아(14)는 청소, 수리 또는 교체를 위해 제거가 필요할 수 있다. 브러시 바아(14)를 제거하기 위해, 도 6 에 나타나 있는 바와 같이, 사용자는 먼저 밑판을 제거하고 그런 다음에 엔드 캡(34)을 분리시키고 청소기 헤드(6)의 개방 단부를 통해 브러시 바아(14)를 축방향으로(회전 축선(A)과 평행하게) 밖으로 슬라이딩시킨다. 엔드 캡(34)이 브러시 바아(14)로부터 제거될 수 있고, 브러시 바아(34) 전체가 교체되고 있는 중이라면 결국에는 제거될 필요가 있을 것이며, 또는 대안적으로, 엔드 캡(34)과 브러시 바아(14)는 일체로 함께 끌어내질 수 있다.
제 1 베어링(28)과 브러시 바아(14) 사이의 축방향 슬라이딩 끼워맞춤은, 브러시 바아(14)의 축방향 슬라이딩 제거가 제 1 베어링(28)에 의해 억제되지 않음을 의미한다. 따라서, 브러시 바아(14)는 슬리브 처럼 모터(16)로부터 간단하게 축방향으로 빼내질 수 있으며, 구동 어셈블리(24) 전체는 청소기 헤드(6)의 폐쇄 단부에서 안전하게 고정되어 유지될 수 있다. 모터 또는 더 큰 구동 어셈블리의 복잡한 힌지식 장착에 대한 필요는 없다.
유사하게, 구동 도그(18)는 내부에서 브러시 바아(14) 안으로 축방향으로 키이 결합하므로, 구동 도그(18)도 마찬가지로 청소기 헤드(6)의 단부를 통해 브러시 바아를 밖으로 슬라이딩 제거하는 것을 방해하지 않는다. 이는 구동 도그가 반경 방향으로 브러시 바아와 결합하는 구성 보다 바람직한데(그러한 구성이 대안적으로 사용될 수 있지만), 왜냐하면, 어떤 종류의 자동 분리 기구가 제공되지 않으면 구동 도그와 브러시 바아 사이의 반경 방향 연동은 브러시 비아의 축방향 제거를 억제하는 경향이 있기 때문이다.
청소, 수리 또는 교체 후에, 브러시 바아(14)는 청소기 헤드(6)의 개방 단부를 통해 다시 안으로 삽입되어 제 1 베어링(28)과 마찰 결합하고 또한 구동 도그(18)와 축방향 키이 결합하게 된다(캠 표면(22)을 통해). 다시, 브러시 바아(14)는 슬리브 처럼 구동 어셈블리(24) 위로 간단히 슬라이딩하며, 그러므로 이는 브러시 바아(14)의 삽입을 방해하지 않는다. 일단 브러시 바아(14)가 완전히 삽입되면, 엔드 캡(34)이 베이요넷 피팅을 통해 하우징에 고정되어 브러시 바아를 제 자리에 유지시킬 수 있다(엔드 캡(34)이 앞서 브러시 바아(14)의 단부로부터 제거되었다면 그 엔드 캡을 브러시 바아 상으로 밀어 끼워맞춤시킬 필요가 있을 것인데, 이 경우 이는 브러시 바아(14)가 청소기 헤드(6) 안으로 삽입되기 전에 가장 잘 행해진다). 일단 밑판(6a)이 다시 제 자리에 있게 되면, 청소기 헤드(6)는 다시 사용 준비가 된다.
브러시 바아(14)는 탄성중합체 장착 칼라(40)(도 7)를 통해 베어링(28)의 외륜(28a)에 연성(soft) 장착되며, 그 장착 칼라는 외륜(28a) 상에 오버몰딩될 수 있다. 이는 브러시 바아(14)와 구동 어셈블리(24) 사이에 어느 정도의 반경 방향 순응성을 제공하게 되는데, 이러한 순응성은 조립 공차를 흡수하는데 도움을 준다. 이러한 연성 장착은 또한 사용 중인 브러시 바아를 위한 효과적인 진동 감쇠를 제공한다. 베어링(28)의 내륜(28b)도 마찬가지로 구동 어셈블리(24) 상에 연성 장착될 수 있다.
제 1 베어링(28)은 구동 어셈블리(24) 상에 장착될 필요가 없고 또한 제 1 베어링(28)을 브러시 바아(14)의 내부에 제공할 필요도 없는데, 제 1 베어링은 마찬가지로 축방향 슬라이딩 끼워맞춤으로 브러시 바아(14)의 외부 표면과 결합하도록 될 수 있다.

Claims (13)

  1. 진공 청소기용 청소기 헤드로서, 이 청소기 헤드는 축선을 중심으로 회전할 수 있도록 장착되는 중공 브러시 바아를 수용하며, 이 브러시 바아는 상기 중공 브러시 바아의 내부에 수용되는 모터에 의해 구동되며, 이 모터는 상기 청소기 헤드의 일 단부에서 지지되는 구동 어셈블리의 일 부분을 형성하며, 상기 브러시 바아는 슬리브 처럼 상기 모터 주위에 끼워맞춤되며, 그래서 브러시 바아는 상기 축선을 따라 슬라이딩하여 청소기 헤드의 반대쪽 단부에 있는 개구를 통해 청소기 헤드로부터 밖으로 제거될 수 있으며, 상기 브러시 바아는 제 1 베어링에 의해 상기 구동 어셈블리 주위에 틈새를 두고 회전가능하게 지지되며, 상기 베어링은 브러시 바의 상기 슬라이딩 제거를 억제하지 않도록 대응 축방향 슬라이딩 끼워맞춤으로 브러시 바아와 결합하는 진공 청소기용 청소기 헤드.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 모터는 구동 도그를 통해 상기 브러시 바아를 구동시키며, 이 구동 도그는 브러시 바의 상기 슬라이딩 제거를 억제하지 않도록 대응 축방향 슬라이딩 끼워맞춤으로 브러시 바아와 결합하는 진공 청소기용 청소기 헤드.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 구동 도그는 상기 구동 어셈블리 반대쪽의 단부에서 브러시 바아와 결합하는 진공 청소기용 청소기 헤드.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 베어링은 상기 구동 어셈블리 상에서 지지되는 진공 청소기용 청소기 헤드.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 베어링 및 브러시 바아는 스플라인식 끼워맞춤(splined fit)으로 서로 결합하는 진공 청소기용 청소기 헤드.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 베어링은 마찰 끼워맞춤으로 상기 브러시 바아와 결합하는 진공 청소기용 청소기 헤드.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 베어링의 내륜은 상기 구동 어셈블리에 연성(soft) 장착되어 상기 내륜과 구동 어셈블리 사이에 어느 정도의 반경 방향 순응성을 제공하게 되는 진공 청소기용 청소기 헤드.
  8. 제 5 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 브러시 바아는 상기 베어링의 외륜에 연성 장착되어 상기 외륜과 브러시 바아 사이에 어느 정도의 반경 방향 순응성을 제공하게 되는 진공 청소기용 청소기 헤드.
  9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 연성 장착은 탄성중합체 부재에 의해 제공되는 진공 청소기용 청소기 헤드.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 구동 어셈블리의 반대쪽에 있는 청소기 헤드의 단부에는 제거가능한 엔드 캡이 제공되어 상기 브러시 바아의 슬라이딩 제거를 가능케 해주는 진공 청소기용 청소기 헤드.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 브러시 바아는 사용 중에 상기 엔드 캡에 제공되어 있는 제 2 베어링에 의해 추가적으로 지지되는 진공 청소기용 청소기 헤드.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 2 베어링은 축방향 슬라이딩 밀어 끼워맞춤으로 상기 브러시 바아와 결합하는 진공 청소기용 청소기 헤드.
  13. 제 10 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 엔드 캡은 베이요넷식 피팅(bayonet-style fitting)을 통해 상기 하우징에 고정되는 진공 청소기용 청소기 헤드.
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